萨拉曼卡大学探索大规模储存风能与太阳能的新路径
2026年2月27日—萨拉曼卡大学近日发布消息称，其研究团队在《能源转换与管理》期刊上发表了一项具有创新性的研究成果...
2026年2月27日 — 萨拉曼卡大学近日发布消息称，其研究团队在《能源转换与管理》期刊上发表了一项具有创新性的研究成果，该研究由应用物理教授亚历杭德罗·梅迪纳指导，旨在推动清洁、高效且经济可行的能源储存技术发展。来自该校卓越研究小组“热力学与统计物理能源优化小组”（GTFE）及其知识转移团队“可再生能源与高效能源小组”（GREEN）的研究人员，正致力于寻找强化电网的解决方案，以防止类似2025年4月西班牙发生的停电事故重演。
风能和太阳能等可再生能源的发电量正迅速增长。最新研究显示，到2025年，可再生能源发电量将首次超越煤炭。然而，这些如今至关重要的能源具有间歇性特点，其输出不可避免地受季节和气象变化影响，导致发电功率曲线极不稳定。与此同时，能源消费需求曲线也波动不定。如何协调生产与需求，既必要又充满挑战。针对这一问题，可能的应对措施包括加强电网建设或进行过度设计，以避免类似2025年4月西班牙的停电事件；或者探索与大规模储能相关的新技术路径。
在此背景下，萨拉曼卡大学的GTFE研究组及其相关转移小组GREEN正积极投身于这一领域的研究。最近，他们在高影响力期刊《能源转换与管理》上发表了一篇开创性论文，该论文已被知名科学出版平台ScienceDirect收录。梅迪纳教授向萨拉曼卡大学新闻社解释道：“大约八年前，我们开始致力于研究和模拟多种正在开发中的大规模储能技术模型。”其中一项新兴技术——绝热压缩空气储能，在科学文献中被称为ACAES，有望成为一种“清洁、高效且经济可行的方案。我们发表在知名期刊上的研究，正是针对这类系统的建模取得了进展。”
在ACAES系统中，当风力或太阳能发电场出现产能过剩或需求低迷时，电能被用来驱动压缩机，将空气压缩并储存于大型容器中，如洞穴、废弃矿井或枯竭天然气井中，空气被压缩至极高压力。梅迪纳教授解释说：“压缩空气能量可按需储存任意时长，在释放过程中，通过涡轮机系统，压缩空气膨胀并再次产生电能，实现能量回馈。”
在研究过程中，萨拉曼卡大学的科学家们对构成完整设施的所有子系统进行了数学建模，逐一分析其效率，并研究它们在完整充放电循环中如何协同影响整体效率。通过这些研究，他们证明了“这类工厂在热力学效率上极具吸引力，且过程清洁，完全不依赖化石燃料”。接下来，由GTFE和GREEN负责人亚历杭德罗·梅迪纳和玛丽亚·赫苏斯·桑托斯协调，研究人员正通过计算机遗传算法对这类设施进行热经济优化，涉及大量变量和目标函数。此举旨在优化工厂设计的关键参数，并评估与运营相关的投资和成本。他们强调，这是“推动未来技术走向商业化的关键步骤”。
大规模电能储存面临诸多挑战。小型储能设备，如手机或电动汽车电池，虽已相对成熟，相关技术仍在不断进步。然而，大规模储能仍是一个未解难题，充满挑战。玛丽亚·赫苏斯·桑托斯指出：“目前，我们无法以完全清洁和高效的方式储存大型风电场或太阳能发电场产生的电力。有时，发电量可能超过消耗量，多余能量却无法有效利用。”她补充道，当前唯一实现商业化储能的可再生能源技术是水力发电。因此，众多知名可再生能源研究中心的研究团队正致力于“探索如何在灵活的时间框架内储存大型风能或太阳能发电场产生的能量”。
在众多开发中的技术里，涉及热能转换的路径备受关注，萨拉曼卡大学的研究正属此类。这类技术的特点是，在储存过程的某个阶段，电能转化为热能；当需要释放能量时，另一组物理过程将热能重新转化为电能。通过这项研究，萨拉曼卡大学最终揭示了智能储能与能源生产同等重要的道理。像ACAES这样的技术发展，为更灵活、高效和可靠的能源转型开辟了前景，“将可再生能源的间歇性转化为未来机遇，使能量能够在关键时刻得以储存和利用。这既是当前能源工程的重大挑战，也是我们最坚定的承诺之一”。
值得一提的是，这项研究是大卫·佩雷斯·加列戈博士论文的重要组成部分，他获得了卡斯蒂利亚-莱昂自治区政府的奖学金资助，论文由GTFE研究团队的朱利安·冈萨雷斯·阿亚拉和亚历杭德罗·梅迪纳教授指导。在研究过程中，这位奖学金获得者曾前往多个国际知名研究中心交流访问，包括瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院、智利天主教大学和乌拉圭共和国大学。同时，这项工作得到了两个资助项目的支持：一个来自科学与创新部，另一个来自卡斯蒂利亚-莱昂自治区教育委员会。
萨拉曼卡大学的GTFE研究小组被卡斯蒂利亚-莱昂自治区政府认定为优秀研究团队，其当前研究方向涵盖凝聚相分子光谱学、液体统计物理学、流体相平衡理论分析以及多种能量转换器的热力学优化，涉及理论建模与计算机模拟开发。此外，团队还对物理教学研究保持浓厚兴趣。与此同时，GTFE及其相关的转移小组GREEN多年来从热力学角度深耕可再生能源领域，与瑞典皇家理工学院、意大利米兰大学和卡利亚里大学、中国福州大学、墨西哥国立理工学院、智利天主教大学、乌拉圭共和国大学以及葡萄牙埃武拉大学等国际知名研究中心保持合作，共同推进研究和知识转移项目。
风能和太阳能等可再生能源的发电量正迅速增长。最新研究显示，到2025年，可再生能源发电量将首次超越煤炭。然而，这些如今至关重要的能源具有间歇性特点，其输出不可避免地受季节和气象变化影响，导致发电功率曲线极不稳定。与此同时，能源消费需求曲线也波动不定。如何协调生产与需求，既必要又充满挑战。针对这一问题，可能的应对措施包括加强电网建设或进行过度设计，以避免类似2025年4月西班牙的停电事件；或者探索与大规模储能相关的新技术路径。
在此背景下，萨拉曼卡大学的GTFE研究组及其相关转移小组GREEN正积极投身于这一领域的研究。最近，他们在高影响力期刊《能源转换与管理》上发表了一篇开创性论文，该论文已被知名科学出版平台ScienceDirect收录。梅迪纳教授向萨拉曼卡大学新闻社解释道：“大约八年前，我们开始致力于研究和模拟多种正在开发中的大规模储能技术模型。”其中一项新兴技术——绝热压缩空气储能，在科学文献中被称为ACAES，有望成为一种“清洁、高效且经济可行的方案。我们发表在知名期刊上的研究，正是针对这类系统的建模取得了进展。”
在ACAES系统中，当风力或太阳能发电场出现产能过剩或需求低迷时，电能被用来驱动压缩机，将空气压缩并储存于大型容器中，如洞穴、废弃矿井或枯竭天然气井中，空气被压缩至极高压力。梅迪纳教授解释说：“压缩空气能量可按需储存任意时长，在释放过程中，通过涡轮机系统，压缩空气膨胀并再次产生电能，实现能量回馈。”
在研究过程中，萨拉曼卡大学的科学家们对构成完整设施的所有子系统进行了数学建模，逐一分析其效率，并研究它们在完整充放电循环中如何协同影响整体效率。通过这些研究，他们证明了“这类工厂在热力学效率上极具吸引力，且过程清洁，完全不依赖化石燃料”。接下来，由GTFE和GREEN负责人亚历杭德罗·梅迪纳和玛丽亚·赫苏斯·桑托斯协调，研究人员正通过计算机遗传算法对这类设施进行热经济优化，涉及大量变量和目标函数。此举旨在优化工厂设计的关键参数，并评估与运营相关的投资和成本。他们强调，这是“推动未来技术走向商业化的关键步骤”。
大规模电能储存面临诸多挑战。小型储能设备，如手机或电动汽车电池，虽已相对成熟，相关技术仍在不断进步。然而，大规模储能仍是一个未解难题，充满挑战。玛丽亚·赫苏斯·桑托斯指出：“目前，我们无法以完全清洁和高效的方式储存大型风电场或太阳能发电场产生的电力。有时，发电量可能超过消耗量，多余能量却无法有效利用。”她补充道，当前唯一实现商业化储能的可再生能源技术是水力发电。因此，众多知名可再生能源研究中心的研究团队正致力于“探索如何在灵活的时间框架内储存大型风能或太阳能发电场产生的能量”。
在众多开发中的技术里，涉及热能转换的路径备受关注，萨拉曼卡大学的研究正属此类。这类技术的特点是，在储存过程的某个阶段，电能转化为热能；当需要释放能量时，另一组物理过程将热能重新转化为电能。通过这项研究，萨拉曼卡大学最终揭示了智能储能与能源生产同等重要的道理。像ACAES这样的技术发展，为更灵活、高效和可靠的能源转型开辟了前景，“将可再生能源的间歇性转化为未来机遇，使能量能够在关键时刻得以储存和利用。这既是当前能源工程的重大挑战，也是我们最坚定的承诺之一”。
值得一提的是，这项研究是大卫·佩雷斯·加列戈博士论文的重要组成部分，他获得了卡斯蒂利亚-莱昂自治区政府的奖学金资助，论文由GTFE研究团队的朱利安·冈萨雷斯·阿亚拉和亚历杭德罗·梅迪纳教授指导。在研究过程中，这位奖学金获得者曾前往多个国际知名研究中心交流访问，包括瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院、智利天主教大学和乌拉圭共和国大学。同时，这项工作得到了两个资助项目的支持：一个来自科学与创新部，另一个来自卡斯蒂利亚-莱昂自治区教育委员会。
萨拉曼卡大学的GTFE研究小组被卡斯蒂利亚-莱昂自治区政府认定为优秀研究团队，其当前研究方向涵盖凝聚相分子光谱学、液体统计物理学、流体相平衡理论分析以及多种能量转换器的热力学优化，涉及理论建模与计算机模拟开发。此外，团队还对物理教学研究保持浓厚兴趣。与此同时，GTFE及其相关的转移小组GREEN多年来从热力学角度深耕可再生能源领域，与瑞典皇家理工学院、意大利米兰大学和卡利亚里大学、中国福州大学、墨西哥国立理工学院、智利天主教大学、乌拉圭共和国大学以及葡萄牙埃武拉大学等国际知名研究中心保持合作，共同推进研究和知识转移项目。
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